Геокомпозитууд хэрхэн шүүлтүүр, нийлүүлэлт болон бэхэлгээний үүргийг нэгтгэдэг вэ

Геокомпозит дахь шүүлтүүр: Хөрсний тогтвортой байдлыг хангаж, усны урсгалыг хангах

Геокомпозит хөрсний зүүхийг саатуулж, усны нэвтрэлтийг хэрхэн хангах вэ

Геокомпозитууд нь газрын материал доторх сонгомол хязгаарлалт үүсгэдэг геотекстиль материалаас бүрдсэн давхар шүүлтүүр болно. Эдгээр онцгой даавуулагийн тусламжтайгаар өдөрт квадрат фут тутамд 50 галлоныг давах чадал бүхий ус нэвтрэх боломжтой ч, жижиг байдлаар орших боргошны ойролцоогоор 98 хувийг нь араас нь үлдээж чаддаг. Цэвэрлэгээгүй полипропиленаас хийгдсэн эдгээр материалын завсар зам нь жижиг хэсгүүдийг барих боломжийг олгодог бөгөөд ус чөлөөтэй урсаж байхын зэрэгцээ энэ нь элсэлтийн асуудалтай газрууд, жишээ нь нарийн налуу юмуу, цаг хугацааны туршид хөрс алдахаас хамгаалах шаардлагатай барьж буй хананы ойролцоо геокомпозитуудыг сайн сонголт болгож өгдөг.

Гол шалгуур: Үр дүнтэй шүүлтүүрийн тулд нэвчимтгий байдал ба хадгалалт

Амжилт нь хоорондоо эсрэг чиглэлтэй хоёр хэмжигдэхүүнийг тэнцвэржүүлэхэд оршино:

• Нэвчимтгий байдал : Хэвийн стресст 10 кПа-д доод тал нь 0.1 см/с урсгалын чадал
• Зарцуулга : D85 ⟶ 0.3 мм хөрстэй тохиолдолд жижиг хэсгийн 90%-иас дээш барих чадвар

Лабораторийн шинжилгээний дүнгээр тохиромжтой хэмжээний геооослогчид ASTM D7178-ын хурдасгасан туршилтын аргачлалыг ашиглан 25 жилийн хугацаанд имитаци үйлчилгээний турш эхний нэвтрэх чадварын ≥85%-ийг хадгалж чаддаг байна.

Урт хугацаат үйл ажиллагааны үр дүнтэй ажиллах оворын хэмжээг сонгох

Оворын хэмжээг газрын ангилалын муруйд тааруулах замаар геотекстилийн нүхний хэмжээтэй нийлүүлэн тодорхойлно:

Хэт том нүхнүүд хөрсний алдагдлыг үүсгэх бол, хэт жижигхэн сонголтууд урьдчилан боогдох шалтгаан болдог—GeoInstitute (2022) судалгаагаар фильтрлэгийн системийн 34% ийн гэмтлийн шалтгаан болдог.

Туршлагын жишээ: Капар хашлага хамгаалахад геоцогц оготрос ашиглах

Тэдний эгийн дагуух 2 миль болон түүнээс дээш урттай далайн хана нь инженерчид батлагдсан далайн түвшний элсэрхийг зогсоохын тулд ойролцоогоор 0.22 мм-ийн нүхтэй зөөлөн газрын материал ашигласан. Талбайн шалгалтаас гарсан юм бол энгийн элсэн шүүлтүүрт тохиолддогтой харьцуулахад зөвхөн 11% шороо алдагдсан байна. Мөн эдгээр материалын гидравлик сайжирч, таван удаа хөлдөөж, хайж байсан ч 12%-иар илүү дамжуулалтыг хадгалж чадсан. Мөн эдгээр арга хэмжээ нь цаашид ихээхэн засвар хийх шаардлагагүй болсноор нийтдээ ойролцоогоор 740 мянган доллар хэмнэсэн. Гэхдээ хамгийн их анхаарлыг татаж буй зүйл бол жил бүр ойролцоогоор хоёр мянган тонн бутархайг далайд урсаж ороос сэргийлж, заримдаа маш хүчтэй салхи шуурга байх үед бүх бүтцийг бүрэн хадгалж чадсан явдал юм.

Геокомпозитын шүүрлийн үр дүнтэй ажиллагаа: Дотор доорх усны урсгалыг удирдах

Геокомпозитын цөм дэх талын чиглэлд ус шилжүүлэх механизм

Цөмт геокомпозитууд нь ихэвчлэн HDPE эсвэл PP материалаас үйлдвэрлэсэн тусгай зориулалтын шүүрлийн цөмийг ашиглан газрын доогуур талын чиглэлд усыг шилжүүлж, хөрсийг шингээхээс сэргийлдэг. Эдгээр цөмийн гурван хэмжээст сүлжээ нь зам, барилга шиг дээрээс нь даралт үзүүлэх үед ч усыг хурдан дамжуулах боломжийг олгодог. Хатуу цөмийн хэлбэрт геотекстиль шүүлтүүрийг нэгтгэх үед маш сайн үр дүн гардаг. Энэ систем нь замын дор буюу ханын дагуу байгаа хөрсний жижиг хэсгүүдийг уснаас салган, бүх бүрэлдэхүүн хэсгийг хамтдаа барих боломжийг олгоно. Зарим туршилтууд нь цөмийг зөв дизайн хийснээр лабораторийн нөхцөлд квадрат метр тутамд өдөрт 740 литрээс дээш усыг шилжүүлж чаддаг болохыг харуулсан. Ийм чадвар нь барилгын төслүүдэд усыг удирдахад ийм бүтээгдэхүүнийг маш үнэтэй болгодог.

Ус дамжуулах чадвар ба шахагдах эсэргүүцэл: Цөмийн үзүүлэлт

Геоцогц сэлгээмийн шүүрт чадлыг тодорхойлох хоёр чухал үзүүлэлт:

Өндөр нягатай полиэтилен (HDPE) эдгээр шинж чанаруудыг тэнцвэржүүлдэг бөгөөд 400 кПа-ийн даралтанд ≥90% зайг хадгалж, хүнд тээврийн хэрэгслүүдийн ачаалал доор найдвартай ажиллах боломжийг олгодог.

Гидравликийн үр ашгийг хадгалах зориулалттай давхаргат системийг зохион бүтээх

Олон давхаргат геоцогц сэлгээ нь дараах зүйлсийг нэгтгэнэ:

• Жижиг хэсгийг барих зориулалттай цэвэрлэгч (80–120 г/м²) эгнүүлсэн геотекстиль
• Нугармын шүүлтүүр (2–10 мм зузаан) цорго барагтай эсвэл товгорлогдсон
• Холилдосыг салгахаас сэргийлдэг нийлмэл холбогч аргачлал

Эдгээр бүтэц нь ердийн системийг илүү ихэд шаантай, мөсөн линз үүсдэг мөстөх болзоштой бүс нутагт ганц материал ашигласан шүүлтүүртэй харьцуулахад үйлчилгээний хугацааг 30–50%-иар сунгадаг.

Туршлагын жишээ: Өндөр хурдны замын ирмэгийн шүүлтүүртэй өндөр урсгалын геокомпозит цорго

2023 онд замын сайжруулалтанд ажиллаж байсан инженерчид хуучин нийлмэл шүүрлийн системийг шинэ гурван хавтгай геокомпозит материалуудаар солих ажлыг хийж, жийрэгний талбайн ойролцоогоор 18 км-ийн хэсэгт суурилуулсан. Энэ аргачлалын сонирхолтой тал бол бүх зүйлийг суурилуулах хугацаа хэр хурдан болсон явдал юм. Гишгэмтгэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хийхэд өдөр зарцуулдаг байсан бол одоо урьдчилан хийсэн хэсгүүдийг эвлүүлэн тавих боломжтой болсон нь суурилуулах хугацааг бараг хоёр гуравт нь бууруулсан. Туршилтууд эдгээр материалын шүүрлийн чадвар нь 20 тонны арьсны тэнхлэгтэй хүнд автотээшний ачаалал үзүүлсэн ч гэсэн хэвийн байдлаар секундэд 0.03 квадрат метр орчимд байлгасан байна гэдгийг баталсан. Магадгүй хамгийн гайхамшигтай зүйл бол элсэлтийн асуудлаас үүдэлтэй замын ирмэгийн гэмтэл бараг бүрэн арилсан явдал юм. Суурилуулсны дараах ажиллагааг ажигласны дараа үйлчилгээний багийн гишүүд өөр нэг зүйлийг анзаарсан: ус нэвтрэхэд суурин давхарга 40 хувийн бага гэмтэж байна. Энэ нь өмнө нь энгийн чулуун шүүрлийн шийдлийг ашиглаж байх үед тохиолддог байсантай харьцуулахад маш их ялгаатай.

Геокомпозитын Бат бөхийн Чадавх: Ачааллыг Тэвчих Чадварыг Нэмэгдүүлэх

Геокомпозитууд нь суналтын хүчийг оюунлаг бүтэцтэй хослуулан сул хөрсийг бат бөх болгоход онцлогтой. Эдгээр нь хөрсний бүтэц чухал байдаг цогц байгууламжийн төслүүдэд тогтворгүй газар нутаг дээр ачааллыг тараах чадвартай тул үнэлшгүй чухал.

Сул Хөрс дээр Ачааллыг Суналтын Хүчээр Тараах

Геокомпозитууд нь хөрсөнд суналтын хүч хангалтгүй байгааг полимер эсвэл геосеткээр нөхөж өгдөг. Ямар нэгэн хөрсний давхаргад байршуулахад эдгээр нь стрессыг нэг цэгт төвлөрөхийг саатуулан хажуу зүгт тараах бэхжүүлсэн систем үүсгэдэг. Туршилтууд энэ нь ихэвчлэн шахалтын халуун цэгүүдийг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулдагийг харуулсан. Үр дүн нь замын суурь, хашлага урт хугацаагаар илүү тэгш байдлаараа байлгагдах бөгөөд жигд бус суумжид өртөхгүй. Энэ нь энгийн нөхцөлд чирэгтэй боловч зөөлөн бул, эсвэл чөлөөтэй бөөмсийн бүрхүүлтэй газарт ялангуяа сайн ажилладаг.

Хөрс-Геокомпозит Харилцан Үйлчлэл ба Хүчдэл-Хэлбэр Өөрчлөлтийн Нийцлийн Зарчим

Зөв бэхжүүлэг хийхийн тулд геокомпозитын хэлбэр өөрчлөлт нь түүнийг тойрон буй хөрсний заналгаатай уялдаатай байх шаардлагатай. Ердийн хөрстэй харьцуулахад харилцан харьцаа нь ойролцоогоор 5:1-ээс 10:1 хооронд байх материалууд нь илүү сайн харилцан үйлчилдэг. Эдгээр материалууд давхаргуудын хооронд их хэмжээний хэлбэр өөрчлөлтийн зөрүү үүсгэхгүйгээр ачааллыг үр дүнтэй дамжуулдаг. 2024 онд нийтлэгдсэн сүүлчийн Геокомпозитын Ажиллагааны Тайлангийн мэдээгээр, инженерүүд эдгээр харьцааны мужийг ашиглан систем боловсруулах үед замын суурин даацын чадавхийг дунджаар 28%-иос 35%-иос хүртэл сайжруулж чаддаг. Ийм ажиллагаа нь тогтвортой байдал маш чухал байдаг зам барилтын төслүүдэд бодитоор ялгааг гаргадаг.

Байнгын ачаалал үйлчилж буй нөхцөлд урт хугацааны ползох үзэгдлийг шийдвэрлэх

Полимерийн суурьтай геокомпозитууд нь хугацаа хамаарсан деформацаас тэсвэртэй байх ёстой. Үүнд нягтрал өндөртэй полиэтилен (HDPE) ашигласан орчин үеийн найрлага нь 50 жилийн зориулалтын амьдралын туршид хамгийн их хүчтэй чангалах хүчний 40–60% хооронд ажиллах үед крипийн хурд 2%-аас бага байдаг. Динамик ачаалалтай төмөр замын төслүүдийн хувьд полиэстер сүлжээ ба жижиглэгдсэн геотекстиль агуулсан гибрид загвар нь нэг материалтай шийдэлтэй харьцуулахад нийлбэр деформацийг 22%-иар бууруулдаг.

Тохиолдол судалгаа: Баталгаажсан геокомпозитуудыг ашиглан төмөр замын дэд суурийг тогтворжуулах

Европын тэргэнцэрийн авангард компаниудын нэг нь торгоор бүрхэгдсэн газар дээгүүр өнгөрөх ойролцоогоор 12 километр замыг тогтворжуулах асуудлыг саяхан шийдсэн. Тэд энэ ажлын тулд гурван тэнхлэгт геокомпозит бэхэлгээний системийг хэрэгжүүлсэн. Энэ шийдэл хоёр чиглэлд чиглэсэн геосеткээс болон онцгой шүүрлийн цөмүүдийг нэгтгэсэн байдаг. Суурилуулсны дараа илүү сайн үр дүн гарсан: Засвар үйлчилгээний шаардлага 32%-иар буурсан, зам дээр 19%-иар хүнд машин тээш тээвэрлэх боломжтой болсон бөгөөд дараагийн 12 жилийн үеийн ажиллагааны туршид усанд унах явдал бүрэн зогссон. Энэ аргачлалын ялгаатай тал нь ухаалгаар хоёр үйлдлийг нэгтгэсэнтэй овоорох. Эдгээр композит материалууд сул газрын нөхцлийг зөвхөн бэхжүүлэх л үлдээд, зам, тэргэнцрийн төслүүдэд усны урсгалын асуудлыг мөн зэрэг удирдана. Энэ нь уламжлалт аргуудад янз бүрийн рельеф дээр тусдаа асуудал болж ирдэг.

Олон үйлдэлт дизайн: Бүтэц нь интеграци хийх ажиллагааг хэрхэн боломжжуулдаг вэ

Орчин үеийн геоцогц олон давхаргатай системийг зорилгоор инженерчилснээр нэгтгэсэн үйлчилгээтэй болдог. Геотекстиль, шүүрлийн цөм, геосеткуудыг нэг бүтцэд хослуулах замаар эдгээр материалууд нэг зэрэг шүүлтүүр, шүүрэлт, бэхжүүлэлтийн шаардлагыг хангаж чаддаг бөгөөд олон системийн үр ашгийг шаарддаг үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд маш их давуу талтай.

Давхаргат бүтэц: Геотекстиль, цөм, геосеткүүдийг хослуулах

Ердийн геоцогцын хөндлөн огтлолд дараах хэсгүүд орно:

• Шүүрэлт ба хөрсний жигд байлгалтанд зориулсан эвхээгүй геотекстиль (ASTM D4751-ийн дагуу жижиг хэсгийг барих үр дүнтэй байдлын хувь 95%-иас багагүй)
• Хажуу чиглэлд шүүрэлт хангамжийг хангах гофртой эсвэл цөмтэй хавтангууд (500 кПа-ийн ачаалал дор 0.01 м²/сек-ээс их шүүрэлтийн чадал)
• Хоёр төрлийн геогрид таталтын хүчийг хангаж өгдөг (ISO 10319 стандартын дагуу модуль нь хамгийн ихдээ 50 кН/м хүртэл)

Энэ гурван түвшинт бүтэц нь уламжлалт олон давхаргатай системүүдтэй харьцуулахад суурилуулах хугацааг 40%-иар бууруулдаг.

Бат бөх чанар, үйл ажиллагааны нийлэмжийг хангах зорилгоор материалыг сонгох

Химийн эсэргүүцэл болон механик ажиллагааг тэнцвэртэй байлгахын тулд материалуудын хослолыг үр дүнтэй болгосон:

Геокомпозит инженерийн гибрид үйлдвэрлэлийн дэвшил

Дууны долгиор холбох, зэрэгцээ шахагдах зэрэг саяхан гарч ирсэн инновациуд нь барьц болон арга замаас 25% илүү хүчтэй давхаргын наалдацыг хангаж, материалуудын ялгаатай давхаргуудыг тус бүрийн үйлдэл чанарыг алдалгүйгээр гээгүй нэгтгэж чаддаг.

Туршлагын жишээ: Хогийн цэгцлэх системийн ус шүүгдэхийг зохион байгуулахад зориулсан захидалтын геокомпозит

2023 оны ASTM-ийн судалгаанд 50 акрын хогийн цэгцлэх талбайд гурван давхаргатай захидалтын геокомпозит нь ус шүүгдэх хэмжээг 78%-иар бууруулсан тухай мэдээлэл өгсөн. Энэ систем нь хадгаламтгай геотекстиль (120 г/м²) болон өндөр урсгалтай цөм (0.15 м/хоногийн нэвтрэх чадвартай) -ийг хослуулан шүүлт, зуурмаглах үйл явцыг хангаж, төлөвлөсөн 20 жилийн химийн нөлөөлөлд тэсвэртэй байх чадвартай байв.

Хамтын нэгдэл: Шүүлт, зуурмаглах, бэхжүүлэхийг нэгтгэн тохируулах

Бодит ертөнцийн үзүүлэлт: Функцүүдийг хослуулан налууг бэхжүүлэх

Фильтр, шүүлт, бэхэлгээг зэрэг хийх боломжийг олгодог орчин үеийн геоцуглуулд нэг функцтэй шийдлүүдтэй харьцуулахад налууг бэхлэх амжилтанд 89% илүү байдаг. Таван онгоцны төслүүдэд гурван давхар геоцуглуул нь хөрсний элэгдлийг 62%-иар бууруулж, хажуу чиглэлд ≥1.2 м³/хоног/м шүүлтийн чадал хадгалагдсан. Энэ нь:

• Сунгах бэхжүүлэлт суулгацын сул давхаргууд дээр ачааллыг тараах
• Гол шүүлтийн сувгууд гидростатик даралт хуримтлагдахаас сэргийлэх
• Ухаалаг шүүлтийн давхаргууд нарийн жижиг хэсгүүдийн 98%-ийг хадгалж, ⟰25 µm-ийн хэсгүүдийн шилжилтийг зөвшөөрөх

Системийн түвшний геоцуглуулын загварчлалд гурвууланг нь тэнцвэржүүлэх

Олон функцтэй үйл ажиллагааг сайжруулахын тулд доминант стрессийг эхлээд анхаарч үзэх шаардлагатай:

Ихэнхдээ Загварчлахыг Зайлшгүй Байлгах: Зардал-Үр Дүнтэй vs. Ажиллагаа-Давуу Талын Шаардлага

2022 оны 47 дэд бүтцийн төслийн шинжилгээнд геокомпозит материалаар 33% илүү зарцуулсан нь их хэмжээний аюулгүй байдлын нөөц (>3.0) байсантай холбоотой байв. Хамгийн сайн арга зам бол газрын тухайн нөхцөлд нийцсэн загварчлал хийх, ASTM D7361 хурдасгасан суналтын туршилтаар загварыг баталгаажуулах, мөн 15 жилийн амьдралын мөчлөгийн зардалд үнэлгээ өгөх явдал юм.

Стратеги: B2B Төслүүдэд Ажиллагаа-Суурилсан Шаардлагыг Хэрэгжүүлэх

Урд түрүүлж буй контрактлагчид одоогоор чийглэг нөхцөлд хамгийн багадаа 120 кН/м руунаар таталтын хүч, 10,000 усны ачааллын циклд дараа 95%-иас доошгүй барих чадвар, 5 жилийн үйлчилгээний дараа дренажийн чадал 80%-иас дээш хадгалагдаж байхыг шаарддаг. Саяхны НҮБ-ын Тээврийн яамны төслүүдэд энэ арга нь материаллын зардлыг 18–22% бууруулж, AASHTO M288-17 стандартын 99.3% хангах үзүүлэлтэд хүрсэн.

Ихэнх асуултууд

Геокомпозит гэж юу вэ, тэдгээр нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Геокомпозитууд нь геотекстиль, шүүрлийн төвүүд болон геосеткээс бүрдэх янз бүрийн давхаргатай инженерийн материал юм. Эдгээр нь барилга байгууламжид шүүлтүүр, шүүрэлт, бэхжүүлэлтийн хэрэгцээг зэрэг хангаж, хөрсний тогтвортой байдлыг удирдах, усны урсылтыг үр дүнтэй удирдана.

Геокомпозит дахь нүхний хэмжээс яагаад чухал вэ?

Геокомпозит дахь нүхний хэмжээс нь хөрсний ангиластай таарч, үр дүнтэй шүүлтүүрийг хангаж, хоолой бөглөрөх эсвэл хөрс алдагдахыг саатуулна. Зөв хэмжээ сонгосноор урт хугацааны ажиллагаа хангагдах бөгөөд шүүлтүүрийн системийн гэмтэл багасна.

Геокомпозитууд шүүрлийн системийг хэрхэн сайжруулах вэ?

Геокомпозитууд нь тусгайлан зохион байгуулсан төвүүдийн тусламжтайгаар талын чиглэлд усны урсылтыг илүү сайн хангана. Их ачаалал дор ч чанга шүүрлийн урсгалыг хадгалж чаддаг тул замын систем, хашаа барихад тохиромжтой.

Сул хөрсийг бэхжүүлэхэд геокомпозитууд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Геокомпозитууд нь суулгамжийн төслүүдэд тогтвортой байдал хангахын тулд ачааллыг тархан түшигдэх талбайд тарааж, даралтын цэгүүдийг бууруулдаг. Тэдгээр нь полимер эсвэл геосеткээс бүрдэж, таталтын хүчийг хангана.

Геокомпозитуудыг тодорхой хэрэглээнд тохируулан өөрчлөх боломжтой юу?

Тийм ээ, геокомпозитуудыг хаягдал цуглуулах газрын шугам, уурхай, барьц тогтоох хана, замын суурь зэрэг олон төрлийн хэрэглээнд тохируулан давхаргын бүрэлдэхүүнийг өөрчлөн тохируулах боломжтой бөгөөд илүү сайн үйл ажиллагаа ба найдвартай байдлыг хангана.